(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列的に接続された複数のユニットを具備し、
前記複数のユニットのそれぞれは、
ライザー管本体と、
前記ライザー管本体の表面上に配置され、複数のブラッグ格子を有する少なくとも一本の光ファイバと、
前記少なくとも一本の光ファイバを、前記ライザー管本体の一方の第１端部から他方の第２端部に亘って、前記ライザー管本体に連続的に密着させる接着部と
を具備し、
前記少なくとも一本の光ファイバは、前記ライザー管本体の両端部分の間の中央部分において、前記ライザー管本体の軸方向に沿って延在し、前記ライザー管本体の円周方向に所定の間隔に並んだ少なくとも三つの光ファイバ延在部を備え、
前記少なくとも一本の光ファイバの両端は、前記ライザー管本体の両端からはみ出しており、
前記複数のユニットのうちの隣接するユニットの前記ライザー管本体同士が端部において接続され、
前記隣接するユニットの、前記ライザー管本体の端からはみ出した前記少なくとも一本の光ファイバの端同士が接続された
ライザー管。
【請求項２】
請求項１に記載のライザー管において、
前記少なくとも一本の光ファイバは一本であり、
前記一本の光ファイバは、
前記ライザー管本体の一方の外側から、前記ライザー管本体の前記第１端部を介して前記第２端部に伸びる第１光ファイバ延在部と、
前記第２端部から前記第１端部に伸びる第２光ファイバ延在部と、
前記第１端部から前記第２端部を介して前記ライザー管本体の他方の外側に伸びる第３光ファイバ延在部と、
前記第２端部側で前記第１光ファイバ延在部の端部と前記第２光ファイバ延在部の端部とを接続する第１曲がり部と、
前記第１端部側で前記第２光ファイバ延在部の端部と前記第３光ファイバ延在部の端部とを接続する第２曲がり部と
を備え、
前記第１光ファイバ延在部、前記第２光ファイバ延在部及び前記第３光ファイバ延在部は、前記ライザー管本体の円周方向に互いに実質的に等間隔で並ぶ
ライザー管。
【請求項３】
請求項１に記載のライザー管において、
前記少なくとも一本の光ファイバは、前記ライザー管本体の一方の外側から、前記ライザー管本体の前記第１端部及び前記第２端部を介して前記ライザー管の他方の外側に伸びる少なくとも三本の光ファイバであり、
前記少なくとも三本の光ファイバは、前記少なくとも三つの光ファイバ延在部を構成し、
前記少なくとも三本の光ファイバは、前記ライザー管本体の円周方向に互いに実質的に等間隔で並ぶ
ライザー管。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のライザー管において、
前記複数のユニットのそれぞれは、前記ライザー管本体の表面上に配置され、前記ライザー管本体に部分的に固定された温度測定用光ファイバを更に具備する
ライザー管。
【請求項５】
直列に接続された複数のライザー管の応答分布を計測する応答分布計測システムであって、
計測装置と、
複数のライザー管本体の各々ごとに、表面上に配置され、複数のブラッグ格子を有する少なくとも一本の光ファイバと
を具備し、
前記少なくとも一本の光ファイバは、
接着部により、前記ライザー管本体の一方の第１端部から他方の第２端部に亘って、前記ライザー管本体に連続的に密着され、
前記ライザー管本体の両端部分の間の中央部分において、前記ライザー管本体の軸方向に沿って延在し、前記ライザー管本体の円周方向に所定の間隔に並んだ少なくとも三つの光ファイバ延在部を備え、
前記少なくとも一本の光ファイバの両端は、前記ライザー管本体の両端からはみ出して、隣り合うライザー管本体と接続し、
前記計測装置は、
互いに接続された複数の前記少なくとも一本の光ファイバへ入射光を出力し、
前記互いに接続された複数の前記少なくとも一本の光ファイバからの反射光を受信し、
前記受信された反射光に基づいて、前記複数のライザー管本体の応答分布を算出する
ライザー管の応答分布計測システム。
【請求項６】
請求項５に記載のライザー管の応答分布計測システムにおいて、
前記少なくとも一本の光ファイバは一本であり、
前記一本の光ファイバは、
前記ライザー管本体の一方の外側から、前記ライザー管本体の前記第１端部を介して前記第２端部に伸びる第１光ファイバ延在部と、
前記第２端部から前記第１端部に伸びる第２光ファイバ延在部と、
前記第１端部から前記第２端部を介して前記ライザー管本体の他方の外側に伸びる第３光ファイバ延在部と、
前記第２端部側で前記第１光ファイバ延在部の端部と前記第２光ファイバ延在部の端部とを接続する第１曲がり部と、
前記第１端部側で前記第２光ファイバ延在部の端部と前記第３光ファイバ延在部の端部とを接続する第２曲がり部と
を備え、
前記第１光ファイバ延在部、前記第２光ファイバ延在部及び前記第３光ファイバ延在部は、前記ライザー管本体の円周方向に互いに実質的に等間隔で並ぶ
ライザー管の応答分布計測システム。
【請求項７】
請求項５に記載のライザー管の応答分布計測システムにおいて、
前記少なくとも一本の光ファイバは、前記ライザー管本体の一方の外側から、前記ライザー管本体の前記第１端部及び前記第２端部を介して前記ライザー管の他方の外側に伸びる少なくとも三本の光ファイバであり、
前記少なくとも三本の光ファイバは、前記少なくとも三つの光ファイバ延在部を構成し、
前記少なくとも三本の光ファイバは、前記ライザー管本体の円周方向に互いに実質的に等間隔で並ぶ
ライザー管の応答分布計測システム。
【請求項８】
請求項５に記載のライザー管の応答分布計測システムにおいて、
前記複数のライザー管のうちの計測対象でない箇所における前記少なくとも一本の光ファイバは、前記少なくとも三つの光ファイバ延在部を有さず、一本の光ファイバである
ライザー管の応答分布計測システム。
【請求項９】
請求項６又は７に記載のライザー管の応答分布計測システムにおいて、
前記複数のライザー管本体の各々ごとに、表面上に配置され、複数のブラッグ格子を有する温度測定用光ファイバを更に具備し、
前記温度測定用光ファイバは、前記ライザー管本体に部分的に固定され、
前記計測装置は、
互いに接続された複数の前記温度測定用光ファイバへ温度計測用入射光を出力し、
前記互いに接続された複数の前記温度測定用光ファイバからの温度計測用反射光を受信し、
前記受信された温度計測用反射光に基づいて、前記複数のライザー管本体近傍の温度を算出し、
前記反射光と前記温度計測用反射光とに基づいて、前記複数のライザー管本体の応答分布を算出する
ライザー管の応答分布計測システム。
【請求項１０】
ライザー管の接続方法であって、
ここで、前記ライザー管は、
ライザー管本体と、
前記ライザー管本体の表面上に配置され、複数のブラッグ格子を有する少なくとも一本の光ファイバと、
前記少なくとも一本の光ファイバを、前記ライザー管本体の一方の第１端部から他方の第２端部に亘って、前記ライザー管本体に連続的に密着させる接着部と
を具備し、
前記少なくとも一本の光ファイバは、前記ライザー管本体の両端部分の間の中央部分において、前記ライザー管本体の軸方向に沿って延在し、前記ライザー管本体の円周方向に所定の間隔に並んだ少なくとも三つの光ファイバ延在部を備え、
前記少なくとも一本の光ファイバの両端は、前記ライザー管本体の両端からはみ出し、
前記ライザー管の接続方法は、
ライザー管本体同士を接続する工程と、
前記ライザー管本体の端からはみ出した前記少なくとも一本の光ファイバの端同士を接続する工程と
を具備する
ライザー管の接続方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のライザー管の接続方法において、
前記少なくとも一本の光ファイバの端同士を接続する工程は、
前記少なくとも一本の光ファイバの端同士を融着により接続する工程を含む
ライザー管の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライザー管及びライザー管の応答分布計測システムに関し、特に光ファイバを有するライザー管及びライザー管の応答分布計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
洋上プラットフォーム（石油開発用、科学調査用等）の掘削用ライザーや、洋上プラットフォームへ海底油田から採取した原油を持ち上げるために用いられる生産用ライザーが知られている。ライザーは非常に細長い構造を有している。そのため、ライザーが破損する場合、局部的な座屈が主要な破壊モードとなる。従って、これを防止する観点から、ライザーにテンションが常に作用する状態となるよう設計することが求められる。一般に、掘削用ライザーの場合には、荒天時にライザーを下端で切り離し、掘削船から吊り下げたハングオフ状態で退避する。そのため、この状態で生じるライザーの縦振動が最も厳しくなる。また、生産用ライザーの場合には、ＦＰＳＯ（Ｆｌｏａｔｉｎｇ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  Ｓｔｏｒａｇｅ  ＆  Ｏｆｆｌｏａｄｉｎｇ  ｕｎｉｔ：洋上浮体式生産・貯蔵・積出設備）など動揺の大きい船への適用を目指して、浮体の上下動揺の影響を低減することに注意が向けられる。これまで、我が国ではこれらの問題に焦点を合わせた研究が推進され、技術水準は国際的にもトップレベルである。
【０００３】
近年では高潮流下でのライザーの運用が増加しつつある。そのため、局部的な座屈を回避するという注意点に加えて、ライザーから放出される渦によって励起される渦励振（ＶＩＶ：Ｖｏｒｔｅｘ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）に着目した設計が必要とされている。ライザー構造は非常に細長いため、高次の振動モードまで発生する可能性がある。渦励振により励起される振動数１〜数Ｈｚ程度の振動に対してライザーが共振することで、疲労破壊など安全に関わる問題を引き起こす可能性がある。一方で、一般的なライザー管径では、潮流速に対して渦の発生周波数が不安定な高レイノルズ数域（Ｒｅ１０５〜１０６）でのＶＩＶ応答となり、流体力学的にも非常に評価の難しい現象となる。最近ではこのＶＩＶに注目が集まり、Ｓｈｅｌｌ（オランダ）、ＢＰ（イギリス）、Ｃｈｅｖｒｏｎ（アメリカ）、Ｐｅｔｒｏｂｒａｓ（ブラジル）等の国際石油メジャー、ＤＮＶ（ノルウェー）等の船級協会、大学機関が連携して研究を進めている。
【０００４】
また、国内でのＶＩＶの実例として、独立行政法人海洋研究開発機構の「ちきゅう」による南海トラフ地震発生帯掘削計画のステージ１において、紀伊半島沖の黒潮主流の中でドリルパイプが周波数数Ｈｚかつパイプ径レベルの大振幅で振動したという報告が成されている。表層付近ではかなりの頻度で３〜４ｋｎｏｔ、最大では５．５ｋｎｏｔの流速が観察されており、今後、日本における海洋資源の活用や地球探査の拡大を図っていくには、ＶＩＶは避けて通れない課題とも言える。ただし、上述の通り、現状の技術レベルではライザー管のＶＩＶ現象を正確に予測し、対策を講じることは困難であり、強潮流域の運用においては、各部の疲労状態を直接的に計測・把握する事が重要となる。
【０００５】
従来の方法では、ライザー管の表面に加速度計を取り付けて、海水の流れに対する各部分の応答を計測している。図１は、その加速度計を用いた従来の方法を示す模式図である。この図では、船舶１０１からライザー管１０３が海Ｓ中に伸びて、海底Ｇに達している。海底Ｇまでのライザー管１０３の総延長は、例えば数ｋｍのレベルになる。海水の速度は、水深２００ｍ程度まで（領域Ａ１）が約２ｍ／ｓ程度、そこから水深４００ｍ程度まで（領域Ａ２）は徐々に低下して行き、水深４００ｍ程度以上（領域Ａ３）では０．５ｍ／ｓ程度で概ね一定となる。ライザー管１０３には、複数の箇所（図の例では５箇所）に加速度計１０５が取り付けられる。その加速度計１０５による加速度の計測結果により、海水の流れに対するライザー管１０３の応答１０８が計測される。この応答１０８は、ライザー管１０３に生じている振動（横方向の振動）の波形（振幅及び周波数）を示している。
【０００６】
その応答のうち、高次の応答（モードの節：２０ｍレベルの間隔）を計測するには、数百点以上の計測点が必要である。一方、各加速度計から計測値を取得して、同時に処理するためには、計測システムのコスト・複雑さ・海中でのケーブルの引廻し等の困難さがある。そのため、計測点の数には限界がある。また、加速度計から得られた計測値から、ライザー管の振動状態を推定する方法等も考えられるが、これにはライザー管のＶＩＶにおける現象の正確な把握と予測技術が必要となり、現状の技術レベルでは導入が困難と考えられる。
【０００７】
関連する技術として、特開２０００−３９３０９号公報（特許文献１）に変形検査方法及び装置が開示されている。この変形検査方法は、グレーティングを内蔵した一定長Ｌのセンサ光ファイバに一定の伸張を付与した状態でその両端を被測定物に固定し、そのグレーティングによる反射スペクトル若しくは透過吸収スペクトルの波長変化を測定し、その変化量から被測定物の両固定位置間の伸縮を前記長さＬの間での平均値として計測することを特徴とする。
【０００８】
また、米国特許７２７７１６２号公報（特許文献２）に光ファイバ応力センサを用いた長く細い構造物の動的性能監視が開示されている。この方法は、水又は風が発生させる負荷によって動的外乱を受けた細く長い構造物の振動特性を測定するための光ファイバ技術の使用について開示している。この方法では、海洋ライザー又は長いロープのような長く細い構造物の長さ方向に沿って選択された複数の箇所で、光時間領域反射率測定及びブラッグ回折格子を含むファイバ光学技術を用いた曲げ応力測定を行う。曲げ応力から得られる情報の工学的解釈は、周波数、振幅及び波長を含む振動特性を決定する。最大曲げ応力の測定は、未決定の構造的損傷を評価する。
【０００９】
また、“Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｆｉｂｒｅ  Ｏｐｔｉｃ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ｏｆ  Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｉｐｅｓ”（非特許文献１）や“Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ”（非特許文献２）には、応力検知ファイバブラッグ回折格子を含むファイバをセンサとして、ライザー管のようなフレキシブルパイプに装着し、フレキシブルパイプの応力を測定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−３９３０９号公報
【特許文献２】米国特許７２７７１６２号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈｓｅ．ｇｏｖ．ｕｋ／ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ／ｓｅｍｉｎａｒ０８／０７−ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ．ｐｄｆ,“Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｆｉｂｒｅ  Ｏｐｔｉｃ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ｏｆ  Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｉｐｅｓ”，Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｕｎｂｏｎｄｅｄ  Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ  ａｎｄ  Ｒｉｓｅｒｓ，Ｎｉｃｋ  Ｗｅｐｐｅｎａａｒ，ＮＫＴ  Ｆｌｅｘｉｂｌｅｓ，２００８−１１−２７．
【非特許文献２】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｋｔｆｌｅｘｉｂｌｅｓ．ｃｏｍ／ｅｎ／Ｒｅｓｅａｒｃｈ＋ａｎｄ＋Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ／Ｏｐｔｉｃａｌ＋Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ＋Ｓｙｓｔｅｍ．ｈｔｍ，“Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ”，ＮＫＴ  Ｆｌｅｘｉｂｌｅｓ．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明の目的は、海水の流れに対するライザー管の応答を精密に計測することが可能なライザー管及びライザー管の応答分布計測システムを提供することにある。また、本発明の他の目的は、海水によりライザー管に発生する渦励振（ＶＩＶ：Ｖｏｒｔｅｘ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）を含む各種振動を正確に計測することが可能なライザー管及びライザー管の応答分布計測システムを提供することにある。また、本発明の他の目的は、海水でライザー管に発生する各種振動によりライザー管に座屈が発生する可能性を的確に把握することが可能なライザー管及びライザー管の応答分布計測システムを提供することにある。
【００１３】
この発明のこれらの目的とそれ以外の目的と利益とは以下の説明と添付図面とによって容易に確認することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以下に、発明を実施するための形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明のライザー管は、ライザー管本体（３１）と、少なくとも一本の光ファイバ（２２）と、接着部（２４）とを具備している。少なくとも一本の光ファイバ（２２）は、ライザー管本体（３１）の表面上に配置され、複数のブラッグ格子を有する。接着部（２４）は、少なくとも一本の光ファイバ（２２）を、ライザー管本体（３１）の一方の第１端部（３１ａ）から他方の第２端部（３１ｃ）に亘って、ライザー管本体（３１）に連続的に密着させる。少なくとも一本の光ファイバ（２２）は、ライザー管本体（３１）の両端部分の間の中央部分（３１ｂ）において、ライザー管本体（３１）の軸方向に沿って延在し、ライザー管本体（３１）の円周方向に所定の間隔に並んだ少なくとも三つの光ファイバ延在部（２２−１〜２２−４、２２−１ａ〜２２−３ａ、２２−１ｂ〜２２−３ｂ）を備えている。少なくとも一本の光ファイバ（２２）の両端（２３）は、ライザー管本体（３１）の両端（３２）からはみ出している。
【００１６】
上記のライザー管において、少なくとも一本の光ファイバ（２２）は一本であることが好ましい。一本の光ファイバ（２２）は、第１光ファイバ延在部（２２−１ｂ）と、第２光ファイバ延在部（２２−２ｂ）と、第３光ファイバ延在部（２２−３ｂ）と、第１曲がり部（２２−ｃ１）と、第２曲がり部（２２−ｃ２）とを備えていることが好ましい。その場合、第１光ファイバ延在部（２２−１ｂ）は、ライザー管本体（３１）の一方の外側から、ライザー管本体（３１）の第１端部（３１ａ）を介して第２端部（３１ｃ）に伸びる。第２光ファイバ延在部（２２−２ｂ）は、第２端部（３１ｃ）から第１端部（３１ａ）に伸びる。第３光ファイバ延在部（２２−３ｂ）は、第１端部（３１ａ）から第２端部（３１ｃ）を介してライザー管本体（３１）の他方の外側に伸びる。第１曲がり部（２２−ｃ１）は、第２端部（３１ｃ）側で第１ファイバ延在部（２２−１ｂ）の端部と第２ファイバ延在部（２２−２ｂ）の端部とを接続する。第２曲がり部（２２−ｃ２）は、第１端部（３１ａ）側で第２ファイバ延在部（２２−２ｂ）の端部と第３ファイバ延在部（２２−３ｂ）の端部とを接続する。第１光ファイバ延在部（２２−１ｂ）、第２光ファイバ延在部（２２−２ｂ）及び第３光ファイバ延在部（２２−３ｂ）は、ライザー管本体（３１）の円周方向に互いに実質的に等間隔で並ぶ。
【００１７】
上記のライザー管において、少なくとも一本の光ファイバ（１２）は、ライザー管本体（３１）の一方の外側から、ライザー管本体（３１）の第１端部（３１ａ）及び第２端部（３１ｃ）を介してライザー管（３１）の他方の外側に伸びる少なくとも三本の光ファイバ（２２−１〜２２−４、２２−１ａ〜２２−３ａ）であることが好ましい。その場合、少なくとも三本の光ファイバ（２２−１〜２２−４、２２−１ａ〜２２−３ａ）は、少なくとも三つの光ファイバ延在部（２２−１〜２２−４、２２−１ａ〜２２−３ａ）を構成する。少なくとも三本の光ファイバ（２２−１〜２２−４、２２−１ａ〜２２−３ａ）は、ライザー管本体（３１）の円周方向に互いに実質的に等間隔で並ぶ。
【００１８】
上記のライザー管において、ライザー管本体（３１）の表面上に配置され、ライザー管本体（３１）に部分的に固定された温度測定用光ファイバ（図示されず）を更に具備することが好ましい。
【００１９】
本発明のライザー管の応答分布計測システムは、直列に接続された複数のライザー管の応答分布を計測する。その応答分布計測システムは、計測装置（２１）と、複数のライザー管本体（３１）の各々ごとに、表面上に配置され、複数のブラッグ格子を有する少なくとも一本の光ファイバ（２２）とを具備している。少なくとも一本の光ファイバ（２２）は、接着部（２４）により、ライザー管本体（３１）の一方の第１端部（３１ａ）から他方の第２端部（３１ｃ）に亘って、ライザー管本体（３１）に連続的に密着されている。ライザー管本体（３１）の両端部分の間の中央部分（３１ｂ）において、ライザー管本体（３１）の軸方向に沿って延在し、ライザー管本体（３１）の円周方向に所定の間隔に並んだ少なくとも三つの光ファイバ延在部（２２−１〜２２−４、２２−１ａ〜２２−３ａ、２２−１ｂ〜２２−３ｂ）を備えている。少なくとも一本の光ファイバ（２２）の両端（２３）は、ライザー管本体（３１）の両端（３２）からはみ出して、隣り合うライザー管本体（３１）と接続している。計測装置（１１）は、互いに接続された複数の少なくとも一本の光ファイバ（２２）へ入射光を出力する。互いに接続された複数の少なくとも一本の光ファイバ（２２）からの反射光を受信する。受信された反射光に基づいて、複数のライザー管本体（３１）の応答分布を算出する。
【００２０】
上記のライザー管の応答分布計測システムにおいて、少なくとも一本の光ファイバ（２２）は一本であることが好ましい。一本の光ファイバ（２２）は、第１光ファイバ延在部（２２−１ｂ）と、第２光ファイバ延在部（２２−２ｂ）と、第３光ファイバ延在部（２２−３ｂ）と、第１曲がり部（２２−ｃ１）と、第２曲がり部（２２−ｃ２）とを備えていることが好ましい。その場合、第１光ファイバ延在部（２２−１ｂ）は、ライザー管本体（３１）の一方の外側から、ライザー管本体（３１）の第１端部（３１ａ）を介して第２端部（３１ｃ）に伸びる。第２光ファイバ延在部（２２−２ｂ）は、第２端部（３１ｃ）から第１端部（３１ａ）に伸びる。第３光ファイバ延在部（２２−３ｂ）は、第１端部（３１ａ）から第２端部（３１ｃ）を介してライザー管本体（３１）の他方の外側に伸びる。第１曲がり部（２２−ｃ１）は、第２端部（３１ｃ）側で第１ファイバ延在部（２２−１ｂ）の端部と第２ファイバ延在部（２２−２ｂ）の端部とを接続する。第２曲がり部（２２−ｃ２）は、第１端部（３１ａ）側で第２ファイバ延在部（２２−２ｂ）の端部と第３ファイバ延在部（２２−３ｂ）の端部とを接続する。第１光ファイバ延在部（２２−１ｂ）、第２光ファイバ延在部（２２−２ｂ）及び第３光ファイバ延在部（２２−３ｂ）は、ライザー管本体（３１）の円周方向に互いに実質的に等間隔で並ぶ。
【００２１】
上記のライザー管の応答分布計測システムにおいて、少なくとも一本の光ファイバ（１２）は、ライザー管本体（３１）の一方の外側から、ライザー管本体（３１）の第１端部（３１ａ）及び第２端部（３１ｃ）を介してライザー管（３１）の他方の外側に伸びる少なくとも三本の光ファイバ（２２−１〜２２−４、２２−１ａ〜２２−３ａ）であることが好ましい。その場合、少なくとも三本の光ファイバ（２２−１〜２２−４、２２−１ａ〜２２−３ａ）は、少なくとも三つの光ファイバ延在部（２２−１〜２２−３）を構成する。少なくとも三本の光ファイバ（２２−１〜２２−４、２２−１ａ〜２２−３ａ）は、ライザー管本体（３１）の円周方向に互いに実質的に等間隔で並ぶ。
【００２２】
上記のライザー管の応答分布計測システムにおいて、複数のライザー管のうちの計測対象でない箇所（Ｐ１）における少なくとも一本の光ファイバ（２２）は、少なくとも三つの光ファイバ延在部（２２−１〜２２−４、２２−１ａ〜２２−３ａ、２２−１ｂ〜２２−３ｂ）を有さず、一本の光ファイバであることが好ましい。
【００２３】
上記のライザー管の応答分布計測システムにおいて、複数のライザー管本体（３１）の各々ごとに、表面上に配置され、複数のブラッグ格子を有する温度測定用光ファイバ（図示されず）を更に具備していることが好ましい。温度測定用光ファイバ（図示されず）は、ライザー管本体（３１）に部分的に固定されていることが好ましい。その場合、計測装置（１１）は、互いに接続された複数の温度測定用光ファイバ（図示されず）へ温度計測用入射光を出力する。互いに接続された複数の温度測定用光ファイバ（図示されず）からの温度計測用反射光を受信する。受信された温度計測用反射光に基づいて、複数のライザー管本体（３１）近傍の温度を算出する。反射光と温度計測用反射光とに基づいて、複数のライザー管本体（３１）の応答分布を算出する。
【００２４】
本発明のライザー管の接続方法は以下の通りである。ここで、ライザー管（３）は、ライザー管本体（３１）と、ライザー管本体（３１）の表面上に配置され、複数のブラッグ格子を有する少なくとも一本の光ファイバ（２２）と、少なくとも一本の光ファイバ（２２）を、ライザー管本体（３１）の一方の第１端部（３１ａ）から他方の第２端部（３１ｃ）に亘って、ライザー管本体（３１）に連続的に密着させる接着部（２４）とを具備する。少なくとも一本の光ファイバ（２２）は、ライザー管本体（３１）の両端部分の間の中央部分（３１ｂ）において、ライザー管本体（３１）の軸方向に沿って延在し、ライザー管本体（３１）の円周方向に所定の間隔に並んだ少なくとも三つの光ファイバ延在部（２２−１〜２２−４、２２−１ａ〜２２−３ａ、２２−１ｂ〜２２−３ｂ）を備える。少なくとも一本の光ファイバ（２２）の両端（２３）は、ライザー管本体（３１）の両端（３２）からはみ出す。
ライザー管の接続方法は、ライザー管本体（３１）同士を接続する工程と、ライザー管本体（３１）の端（３２）からはみ出した少なくとも一本の光ファイバ（２２）の端（２３）同士を接続する工程とを具備する。
【００２５】
上記のライザー管の接続方法において、少なくとも一本の光ファイバ（２２）の端（２３）同士を接続する工程は、少なくとも一本の光ファイバ（２２）の端（２３）同士を融着により接続する工程を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明により、海水の流れに対するライザー管の応答を精密に計測することが可能となる。また、本発明により、海水によりライザー管に発生する渦励振（ＶＩＶ）を含む各種振動を正確に計測することが可能となる。また、本発明により、海水でライザー管に発生する各種振動によりライザー管に座屈が発生する可能性を的確に把握することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、加速度計を用いた従来の方法を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態のライザー管及びライザー管の応答分布計測システムの構成を示すブロック図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の第１の実施の形態のライザー管の構成を示す斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の第１の実施の形態のライザー管の構成を示す断面図である。
【図４】図４は、ライザー管本体と光ファイバとの接合を示す断面図である。
【図５】図５は、二つのライザー管を接続する方法を示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係るライザー管の応答分布計測システムを用いる方法を示す模式図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態のライザー管の他の構成を示す斜視図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の第２の実施の形態のライザー管の構成を示す斜視図及び断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の第２の実施の形態のライザー管の構成を示す斜視図及び断面図である。
【図９】図９は、ライザー管本体と光ファイバとの接合を示す断面図である。
【図１０】図１０は、三つのライザー管を接続する方法を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、第２の実施の形態の変形例の構成を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る変形例のライザー管の応答分布計測システムを用いる方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明のライザー管及びライザー管の応答分布計測システムの実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。
【００２９】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係るライザー管の応答分布計測システムの構成について説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態のライザー管及びライザー管の応答分布計測システムの構成を示すブロック図である。船舶１は、ライザー管３を海Ｓの中に配設し、それを用いて海底Ｇを掘削する。洋上プラットフォーム（石油開発用、科学調査用等）や掘削船に例示される。ライザー管３と海底Ｇとの境界には噴出防止装置（ＢＯＰ：Ｂｌｏｗｏｕｔ  Ｐｒｅｖｅｎｔｅｒ）が設置されている（図示されず）。ライザー管３は、複数のライザー管３ａ（後述）を直列的に接続した構造を有している。船舶１は、ライザー管の応答分布計測システム２を備えている。
【００３０】
ライザー管の応答分布計測システム２は、海水の流れに対するライザー管３の応答、例えば、海水によりライザー管３に発生する渦励振（ＶＩＶ：Ｖｏｒｔｅｘ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）を含む各種振動を精密に計測し、あるいはそれら各種振動によりライザー管３に座屈が発生する可能性を的確に把握する。ライザー管の応答分布計測システム２は、光ファイバ２２と、応答分布計測装置２１とを具備する。
【００３１】
光ファイバ２２は、ライザー管３の表面に密着され、ライザー管３の軸方向に沿って延在している。光ファイバ２２は、ライザー管３の表面上に複数本配置されている。複数の光ファイバ２２の各々は、ライザー管３の円周方向に所定の間隔、例えば互いに等間隔になるように並んでいる。光ファイバ２２は、ブラッグ格子を用いて応力測定を行う公知の技術に用いるための複数のブラッグ格子を有している。複数のブラッグ格子は、光ファイバ２２上に所定の間隔で設けられている。例えば、数十ｃｍ間隔で設けることができる。それにより、高次の応答（モードの節が２０ｍ又はそれ以下の間隔、数十Ｈｚ以上）を測定することができる。
【００３２】
応答分布計測装置２１は、ライザー管３の表面上に配置された複数の光ファイバ２２に接続されている。応答分布計測装置２１は、それら複数の光ファイバ２２の各々へ所定の周波数を有するパルス状の入射光を出力する。また、それら複数の光ファイバ２２の各々から、入射光に対するパルス状の反射光を受信する。反射光は、各光ファイバ２２において、各ブラッグ格子で少なくとも一つ生成される。そして、受信された反射光に基づいて、ライザー管３の応答分布を公知の方法で算出する。例えば、一つの光ファイバ２２について、入射光が出力された時刻と複数の反射光の各々を受信した時刻との差から、各反射光の反射位置（ブラッグ格子の位置）が計算される。また、出力された入射光の周波数（分布）と受信された反射光の周波数（分布）との相違から、各反射位置で光ファイバ２２に生じている引っ張り応力（又は引っ張り長さ）又は圧縮応力（圧縮長さ）が計算される。複数の光ファイバ２２でのこれらの計算結果と、それら光ファイバ２２に密着しているライザー管３の材料物性値とから、ライザー管３に生じている応力を計算することができる。この計算方法は、公知の方法を用いることができる。
【００３３】
既述のようにライザー管３は、複数のライザー管３ａ（ユニット）を直列的に接続した構造を有している。以下では、個々のライザー管３ａについて説明する。図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の第１の実施の形態のライザー管の構成を示す斜視図及び上面図である。図４は、ライザー管本体と光ファイバとの接合を示す断面図である。ライザー管３ａは、ライザー管本体３１と、複数の光ファイバ２２とを備えている。ライザー管本体３１は、海底Ｇの掘削孔と船舶１との連絡通路である。ライザー管本体３１の長さは例えば数十ｍである。ライザー管本体３１は、ドリルパイプと、泥水流路と、計測機器とを含み、浮体を含む保護部材で覆われている（以上、図示されず）。この図の例では、簡単のために円筒として記載している。なお、ライザー管本体３１同士を接続するための接続構造（例示：フランジやボルト／ナットなど）など本発明に直接関係ない部分（前述のドリルパイプ、泥水流路、計測機器、浮体を含む保護部材）は従来の技術と同様であり記載を省略している。
【００３４】
光ファイバ２２は、ライザー管本体３１の表面上に配置され、ライザー管本体３１の軸方向（長手方向）に沿って延在している。光ファイバ２２とライザー管本体３１とは、図４に示されるように、接着剤２４により、ライザー管本体３１の一方の第１端部３１ａから他方の第２端部３１ｃに亘って、ライザー管本体３１に連続的に密着されている。ただし、第１端部３１ａ及び第２端部３１ｃの一部は、隣接するライザー管本体３１の光ファイバ２２との接続作業のため固着していない。例えば、そのような固着していない長さは２０ｃｍ程度以下であり、ライザー管本体が３０ｍの場合、１％程度以下の僅かな長さである。すなわち、ライザー管本体３１と光ファイバ２２とは、実質的にほぼ全域に亘って密着しているということができる。このように両者が密着していることで、ライザー管本体３１に生じる変形／歪を光ファイバ２２に確実に反映させることができる。
【００３５】
複数の光ファイバ２２の各々は、ライザー管本体３１の円周方向に所定の間隔、例えば互いに等間隔になるように並んでいる。この図の例では、４本の光ファイバ２２−１〜２２−４が、円形の断面を有するライザー管３ａにおいて、ライザー管３ａの軸中心Ｃに対して、互いにほぼ９０度の中心角を成すように配置されている。この場合、光ファイバ２２−１と、対向する光ファイバ２２−２とのデータを比較することで、ライザー管本体３１の応答をより正確に計測することができる。その一例としては、光ファイバ２２−１に引っ張り応力、光ファイバ２２−２に引っ張り応力が生じている場合、ライザー管本体３１の長さ方向の振動、すなわち縦方向の振動が予測される。また、他の一例としては、光ファイバ２２−１に引っ張り応力、光ファイバ２２−２に圧縮応力が生じている場合、ライザー管本体３１の光ファイバ２２−２側への曲げ、すなわち横方向の振動が予測される。加えて、光ファイバ２２−３と、対向する光ファイバ２２−４とのデータを比較することでも、同様に、ライザー管本体３１の応答をより正確に計測することができる。更に、光ファイバ２２−１〜２２−４のデータを比較することで、ライザー管本体３１の３次元的な応答をより正確に計測することができる。
【００３６】
光ファイバ２２は、既述のように複数のブラッグ格子（図示されず）を有している。例えば、数十ｃｍ間隔で設けることができる。ライザー管本体が３０ｍ、水深３０００ｍの海底の場合、数千箇所程度の計測箇所を設けることができる。このように多数の計測箇所を設けることで、ライザー管本体３１の応力の分布を光ファイバ２２を用いて高い分解能で計測することができる。
【００３７】
複数の光ファイバ２２の各々は、その両端がライザー管本体３１の両端からはみ出している。そのはみ出した部分と、隣接するライザー管３ａの光ファイバ２２のはみ出した部分とを融着やメカニカルスプライスやコネクタ等により接続する。このように、はみ出した部分を融着やメカニカルスプライスやコネクタ等により接続することで、容易に長大なライザー管３の全長に亘って、ライザー管３に沿って設けられた複数の光ファイバ２２を設けることができる。
【００３８】
複数の光ファイバ２２−１〜２２−４の各々は、ライザー管本体３１の両端部分の間の中央部分３１ｂに着目すると、ライザー管本体３１の円周方向に所定の間隔に並んだ４本の光ファイバの延在部と見ることもできる。少なくともこれら光ファイバ延在部（中央部分３１ｂ）がライザー管本体３１に密着していれば、ライザー管本体３１に生じる変形／歪を光ファイバ２２に反映させることができる。その場合の中央部分１３ｂは、例えば、ライザー管本体３１の全長の９０％程度である。ただし、本実施の形態では、各光ファイバ延在部は、更に両端方向（第１端部３１ａ及び第２端部３１ｃ）に伸びて、光ファイバ２２−１〜２２−４となっている。ライザー管本体３１及び複数の光ファイバ２２−１〜２２−４は浮体を含むライザー管３の保護部材（図示されず）により覆われている。
【００３９】
次に、ライザー管３ａ（図３Ａ、図３Ｂ及び図４）同士を接続する方法について説明する。
図５は、二つのライザー管３ａを接続する方法を示す斜視図である。二つのライザー管３ａを接続する方法では、まず、ライザー管本体３１同士を端部３２において接続する。この接続の方法は、従来の技術と同様である。この図の例では、ライザー管本体３１同士を接続するために端部３２及びその近傍に設けられている接続構造（例示：フランジやボルト／ナットなど）は省略されている。
【００４０】
次に、ライザー管本体３１の端部３２からはみ出した光ファイバ２２の端２３と、隣接するライザー管本体３１の端部３２からはみ出した光ファイバ２２の端２３とを接続する。この場合、永久的に接続させる融着接続やメカニカルスプライスを用いることができる。あるいは、繰り返し着脱が可能に接続させるコネクタ接続を用いることができる。融着接続は、例えば、電極棒間に発生させた放電の熱を用いて、ファイバを溶融一体化して接続する。
【００４１】
以上のようにして、数十ｍのユニット（ライザー管３ａ）が海上で連結されることにより、海面下に数ｋｍのシステムがライザー管３として構成される。
【００４２】
ライザー管３ａ（ユニット）を海上で接続する期間は、できるだけ短くする必要がある。洋上プラットフォームの運用デイレートを向上して、運用コストを低減のためである。そのためには、出来るだけ少ない工数で各ライザー管３ａを連結する必要がある。それには、光ファイバの敷設時間も極力短くする必要がある。本実施の形態では、予めプレファブ施工にて、ライザー管本体３１の表面に光ファイバ２２を固着したライザー管３ａを準備しておく。そして、海上でのライザー管３ａの接続の際には、各ライザー管３ａに固着された光ファイバ２２の端２３のみを接続するだけで、ライザー管の応答分布計測システム２用の長大なライザー管３に沿った光ファイバ２２を構成可能な構造とする。
【００４３】
このような本実施の形態により、海上で一つ一つのライザー管３ａ（ユニット）に光ファイバ２２を固着させる作業を行わなくて済む。それにより、ライザー管の応答分布計測システム２の構成を含むライザー管３のシステムの構成のための時間を大幅に低減することができる。それにより、洋上プラットフォームの運用コストを大幅に抑制しながら、ラライザー管の応答分布計測システム２を含むイザー管３のシステムを構成することができる。
【００４４】
このライザー管の応答分布計測システム２は、光ファイバ２２が変形するときに生じる反射光のブルリアン散乱の効果を用いる手法を用いている。すなわち、入射光の周波数に対して、反射光の周波数のシフト量でひずみを把握する公知の技術を長大なライザー管３へ適用している。具体的には、ライザー管本体３１の表面に光ファイバ２２を全体に亘って固着させる。それにより、ライザー管３（ライザー管本体３１）のひずみを光ファイバ２２のひずみに直接変換し、船舶１から海底Ｇまでのライザー管３における各部分の応答を計測することができる。
【００４５】
本実施の形態では、光ファイバ２２に入射される入射光（入射パルス）と反射光（反射パルス）の時間差を利用して、発生しているひずみ位置とひずみ量の関係を取得できる公知技術を、ライザー管３へ応用している。この場合、光を用いているため数ｋｍに渡る応答分布計測が可能な点で、ライザー管３の応答計測に非常に適していると考えられる。これによって、少ない光ファイバ２２の本数で、ライザー管３のひずみ分布を数十ｃｍピッチ・数十Ｈｚのレベルで取得可能となり、従来法では現実的に難しかったライザー管のＶＩＶにおける高次モードの応答を直接的に取得可能となる。
【００４６】
図６は、ライザー管の応答分布計測システム２を用いる方法を示す模式図である。この図では、船舶１からライザー管３が海Ｓ中に伸びて、海底Ｇに達している。海底Ｇまでのライザー管３の総延長は、例えば数ｋｍのレベルになる。ライザー管３には、複数の光ファイバ２２が密着されている。その複数の光ファイバ２２によるひずみの計測結果により、海水の流れに対するライザー管３の応答８が計測される。この応答８は、ライザー管３に生じている振動（横方向の振動）の波形（振幅及び周波数）を示している。この図の例では、一例として、図１と同じ条件で、光ファイバ２２において１８点で計測した結果を示している。
【００４７】
この図６と従来の方法である図１とを比較すると、図６の場合の方が図１の場合よりも測定点が多い。そのため、実際にはライザー管３で生じている振動の周波数が高いこと、及び、その高い振動の周波数と振幅がより正確に測定できることが分かる。
【００４８】
ここで、ライザー管３の応答では、クロスフロー方向とインラインフロー方向の曲げの計測と、引張方向及び圧縮方向の伸縮の計測とがそれぞれ必要である。本実施の形態では、図３Ｂに示されるように、ライザー管３の管周囲に四本の光ファイバ２２−１〜２２−４を配することで、これらのひずみ成分を計測することが可能となる。
【００４９】
なお、上記の説明では４本の光ファイバ２２によって、２軸曲げ（クロスフロー方向とインラインフロー方向）・引張／圧縮のライザー管応答分布を計測している。しかし、少なくとも３本あれば、２軸曲げ・引張／圧縮のライザー管応答分布を計測することができる。それを示したのが図７である。図７は、ライザー管の他の構成を示す上面図である。このライザー管３ａでは、三本の光ファイバ２２−１ａ、２２−２ａ、２２−３ａは、ライザー管３ａの軸中心Ｃに対して、互いにほぼ１２０度の中心角となるように設置されている。この場合、各水深でのライザー管３ａの応力は、光ファイバ２２−１ａ〜２２−３ａごと測定値される。それにより、それら三つの応力の測定値に基づいて、ライザー管３ａの振動を三次元的な動きとして確定することができる。
【００５０】
また、四本の光ファイバ２２−１〜２２−４のうち少なくとも一本を、船舶側の端部について、応答測定に支障が無いように船舶１内で分岐させて、通信装置に接続しても良い。当該光ファイバ２２のうち海底側の端部も同様に分岐させて、例えば噴出防止装置（図示されず）に接続する。そして、その光ファイバ２２を時分割で応答測定と通信とに用いることにより、応答測定だけでなく、船舶１と噴出防止装置との間の通信にも光ファイバ２２を用いることができる。これにより、船舶１と海Ｓ内の装置（例示：噴出防止装置）との間の通信の選択肢を増やすことができる。分岐は例えば光カプラなどの従来の技術を用いることができる。
【００５１】
また、応答測定の精度を更に高めるためには、温度補正も重要である。従って、ライザー管３に密着してライザー管３の応力を反映する光ファイバ２２だけでなく、ライザー管３の応力からフリーな状態の光ファイバ（ブラック格子付き：図示されず）を、温度測定用として、光ファイバ２２と平行に設置しても良い。例えば、ライザー管３ａのライザー管本体３１に、別の光ファイバを更に軸方向に沿ってライザー管本体３１の応力からフリーな状態で配置する（図示されず）。例えば、ライザー管本体３１の端部付近で固定し、他の部分を緩めた状態とすることで、ライザー管本体３１に応力がかかっても、引っ張り応力をその緩みで吸収できる。圧縮応力に対しても、固定していない緩み部分で対応できる。この場合、温度測定用光ファイバはライザー管３の応力からフリーなので、計測装置２１で計測される応力と距離との関係は、ライザー管３近傍の海水温度（ほぼライザー管３の温度）と水深との関係となる。すなわち、ライザー管３の温度と水深との関係を計測することができる。この関係を用いて、光ファイバ２２の計測値を補正する（例示：温度変化による計測値の変化を取り除く）ことにより、応答測定の精度を更に高めることができる。
【００５２】
以上説明したように、本実施の形態では、ライザー管３に沿って光ファイバを固着させ、ライザー管３のひずみ分布を光ファイバ２２のひずみ分布に直接的に変換するライザー管の応答分布計測システム２を用いている。このように、ライザー管３の技術と光ファイバのひずみ量・位置を検出する公知の技術とを融合させること、時間・空間に高分解能なライザー管３のひずみ分布を取得することができる。それにより、加速度計のような計測器を多点に配置する従来の方法に比べて、ライザー管３のＶＩＶにおける高次モード応答を直接的に計測することができる。そまた、４本又は３本の光ファイバ２２によって、２軸曲げ（クロスフロー方向とインラインフロー方向）・引張／圧縮のライザー管応答分布を計測可能となる。
【００５３】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係るライザー管の応答分布計測システムの構成について説明する。本実施の形態では、第１の実施の形態と比較して、１本の光ファイバを引き回して複数本の光ファイバと同じ効果を持たせている点で、第１の実施の形態と異なっている。図２は、本発明の第２の実施の形態のライザー管及びライザー管の応答分布計測システムの構成を示すブロック図である。この図については、光ファイバ２２の本数が異なる他は、第１の実施の形態で説明した通りであるので、その説明を省略する。
【００５４】
次に、個々のライザー管３ａについて説明する。図８Ａは、本発明の第２の実施の形態のライザー管の構成を示す斜視図である。図８Ｂは、本発明の第２の実施の形態のライザー管の構成を示す断面図（図８ＡのＡＡ断面図）である。図９は、ライザー管本体と光ファイバとの接合を示す断面図である。ライザー管３ａは、ライザー管本体３１と、一本の光ファイバ２２を備えている。ライザー管本体３１は、海底Ｇの掘削孔と船舶１との連絡通路である。ライザー管本体３１は、ドリルパイプと、泥水流路と、計測機器とを含み、浮体を含む保護部材で覆われている（以上、図示されず）。この図の例では、簡単のために円筒として記載している。なお、ライザー管本体３１同士を接続するための接続構造（例示：フランジやボルト／ナットなど）など本発明に直接関係ない部分（前述のドリルパイプ、泥水流路、計測機器、浮体を含む保護部材）は従来の技術と同様であり記載を省略している。
【００５５】
光ファイバ２２は、光ファイバ延在部２２−１ｂ〜２２−３ｂと、それらをつなぐ曲がり部２２−ｃ１〜２２−ｃ２とを備えている。
【００５６】
光ファイバ延在部２２−１ｂは、ライザー管本体３１の表面上に配置され、ライザー管本体３１の軸方向（長手方向）に沿って、ライザー管本体３１の外側から一方の第１端部３１ａを介して他方の第２端部３１ｃへ伸びるように延在する。光ファイバ延在部２２−１ｂは、一方の端２３が第１端部３１ａからはみ出し、他方の端が第２端部３１ｃ内にある。光ファイバ延在部２２−１ｂとライザー管本体３１とは、図９に示されるように、接着剤２４により、ライザー管本体３１の一方の第１端部３１ａから他方の第２端部３１ｃに亘って、ライザー管本体３１に連続的に密着されている。ただし、第１端部３１ａの一部は、第１の実施の形態の場合と同様に、隣接するライザー管本体３１の光ファイバ２２との接続作業のため固着していない。
【００５７】
光ファイバ延在部２２−２ｂは、ライザー管本体３１の表面上に配置され、ライザー管本体３１の軸方向（長手方向）に沿って、第２端部３１ｃから第１端部３１ａへ伸びるように延在する。光ファイバ延在部２２−２ｂは、一方の端が第２端部３１ｃ内にあり、他方の端が第１端部３１ａ内にある。光ファイバ延在部２２−２ｂとライザー管本体３１とは、接着剤２４により、第２端部３１ｃから第１端部３１ａに亘って、ライザー管本体３１に連続的に密着されている（図示されず）。
【００５８】
光ファイバ延在部２２−３ｂは、ライザー管本体３１の表面上に配置され、ライザー管本体３１の軸方向（長手方向）に沿って、第１端部３１ａから第２端部３１ｃを介してライザー管本体３１の外側へ伸びるように延在する。光ファイバ延在部２２−３ｂは、一方の端が第１端部３１ａ内にあり、他方の端２３が第２端部３１ｃからはみ出している。光ファイバ延在部２２−３ｂとライザー管本体３１とは、図９の場合と同様に、接着剤２４により、第１端部３１ａから第２端部３１ｃに亘って、ライザー管本体３１に連続的に密着されている。ただし、第２端部３１ｃの一部は、第１の実施の形態の場合と同様に、隣接するライザー管本体３１の光ファイバ２２との接続作業のため固着していない。
【００５９】
曲がり部２２−ｃ１は、ライザー管本体３１の表面上に配置されている。曲がり部２２−ｃ１は、第２端部３１ｃ側で光ファイバ延在部２２−１ｂの端部と光ファイバ延在部２２−２ｂの端部とを接続する。曲がり部２２−ｃ１は、一方の端も他方の端もいずれも第２端部３１ｃ内にある。曲がり部２２−ｃ１とライザー管本体３１とは、接着剤２４により、全体に亘って、ライザー管本体３１に連続的に密着されている（図示されず）。
【００６０】
曲がり部２２−ｃ２は、ライザー管本体３１の表面上に配置されている。曲がり部２２−ｃ２は、第１端部３１ａ側で光ファイバ延在部２２−２ｂの端部と光ファイバ延在部２２−３ｂの端部とを接続する。曲がり部２２−ｃ２は、一方の端も他方の端もいずれも第１端部３１ａ内にある。曲がり部２２−ｃ２とライザー管本体３１とは、接着剤２４により、全体に亘って、ライザー管本体３１に連続的に密着されている（図示されず）。
【００６１】
光ファイバ延在部２２−１ｂ〜２２−３ｂの各々は、ライザー管本体３１の円周方向に所定の間隔、例えば互いに等間隔になるように並んでいる。この図の例では、３本の光ファイバ延在部２２−１ｂ〜２２−３ｂが、円形の断面を有するライザー管３ａにおいて、ライザー管３ａの軸中心Ｃに対して、互いにほぼ１２０度の中心角を成すように配置されている。この場合、一本の光ファイバ２２からの計測結果として得られるデータのうち、各ライザー管３ａの光ファイバ延在部２２−１ｂのデータを集めることで、図７の場合の光ファイバ２２−１ａからのデータとみなすことができる。同様に、一本の光ファイバ２２からの計測結果として得られるデータのうち、各ライザー管３ａの光ファイバ延在部２２−２ｂのデータを集めることで、図７の場合の光ファイバ２２−２ａからのデータとみなすことができる。更に、一本の光ファイバ２２からの計測結果として得られるデータのうち、各ライザー管３ａの光ファイバ延在部２２−３ｂのデータを集めることで、図７の場合の光ファイバ２２−３ａからのデータとみなすことができる。その結果、図７の例で説明したように、３本の光ファイバ延在部２２−１ｂ〜２２−３ｂのデータに基づいて、ライザー管本体３１の応答をより正確に計測することができる。
【００６２】
ただし、光ファイバ延在部２２−１ｂ〜２２−３ｂのどの光ファイバ延在部からのデータであるかは、光ファイバ２２における船舶側の端部からの距離で判断できる。すなわち、光ファイバ２２において、船舶１に近い側から順に、ｎ番目のライザー管３ａの光ファイバ延在部２２−１ｂ、曲がり部２２−ｃ１、光ファイバ延在部２２−２ｂ、曲がり部２２−ｃ２、光ファイバ延在部２２−３ｂ、（ｎ＋１）番目のライザー管３ａの光ファイバ延在部２２−１ｂ、…のように並んでいる。各部の長さは決まっている。従って、光ファイバ２２における船舶側の端部からの距離で、どのライザー管３ａのどの部（延在部、曲がり部）からのデータであるかが判別できる。また、光ファイバ延在部２２−２ｂのデータに関しては、一本のライザー管３ａ内において、距離が大きくなるほど水深が浅く点に注意する。また、曲がり部２２−ｃ１、２２−ｃ２からのデータについては、ライザー管３ａの軸に概ね垂直な方向の、ライザー管３ａの側面の応力を測定できる。したがって、そのデータについても利用することができる。
【００６３】
光ファイバ２２は、既述のように複数のブラッグ格子（図示されず）を有している。ブラッグ格子（図示されず）については、第１の実施の形態と同様である。また、光ファイバ延在部２２−１ｂ、２２−３ｂの各々は、その両端がライザー管本体３１の両端からはみ出している。そのはみ出した部分に関しては、第１の実施の形態と同様である。また、ライザー管本体３１及び光ファイバ２２は、第１の実施の形態と同様に浮体を含む保護部材（図示されず）により覆われている。
【００６４】
次に、ライザー管３ａ（図８Ａ、図８Ｂ及び図９）同士を接続する方法について説明する。
図１０は、三つのライザー管３ａを接続する方法を示す斜視図である。二つのライザー管３ａを接続する方法では、まず、ライザー管本体３１同士を接続する。この接続の方法は、従来の技術と同様である。ただし、接続されるライザー管本体３１同士における向かい合う光ファイバ２２の端２３同士が同じ位置になるようにする。一つのライザー管本体３１における光ファイバ２２の上の端２３と下の端とは、円周方向の位置がずれているためである。この図の例では、上側のライザー管本体３１と下側のライザー管本体３１とで、円周方向に１２０度ずらすようにする。この図において、ライザー管本体３１同士を接続するための接続構造（例示：フランジやボルト／ナットなど）は省略されている。
【００６５】
上記の接続をするとき、ライザー管３ａの位置（例示：船舶１から何番目のライザー管３ａに該当するか）により、光ファイバ延在部２２−１ｂ〜２２−３ｂが、ライザー管３（全体）における円周上の位置（中心軸Ｃに対する方向）がどこになるかが異なることになる。従って、上記接続を行う際、ライザー管３ａの位置（例示：船舶１から何番目か）と、光ファイバ延在部２２−１ｂ〜２２−３ｂの位置（中心軸Ｃに対する方向）との関係を把握しておく。
【００６６】
ただし、最終的に、光ファイバ延在部２２−１ｂの外側の端２３と、光ファイバ延在部２２−３ｂの外側の端２３とが、円周上の同じ位置となるように第１端部３１ａ又は第２端部３１ｃにおいて光ファイバ２２を更に引き回してもよい（図示されず）。例えば、光ファイバ延在部２２−３ｂの下端を引き回して、光ファイバ延在部２２−１ｂの直下においてライザー管本体３１から外側に伸びるようにしても良い。その場合、ライザー管３ａの位置に拘わらず、光ファイバ延在部２２−１ｂ〜２２−３ｂの位置は同じになる。したがって、ライザー管３ａの位置と光ファイバ延在部の位置との関係を把握する必要が無く、取り付けが容易になる他、計測も容易になる。
【００６７】
次に、ライザー管本体３１の端からはみ出した光ファイバ２２（光ファイバ延在部２２−１ｂ）の端２３と、隣接するライザー管本体３１の端からはみ出した光ファイバ２２（光ファイバ延在部２２−３ｂ）の端２３とを接続する。この場合、永久的に接続させる融着接続やメカニカルスプライスを用いることができる。あるいは、繰り返し着脱が可能に接続させるコネクタ接続を用いることができる。融着接続は、例えば、電極棒間に発生させた放電の熱を用いて、ファイバを溶融一体化して接続する。
【００６８】
以上のようにして、ライザー管３ａを連続的に接続することで、長大なライザー管３を船舶１から海底Ｇの間に設置することができる。
【００６９】
本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、ライザー管３ａ同士の接続において、光ファイバ２２の接続箇所は一箇所なので、ライザー管３ａ同士の接続を容易に行うことができる。
【００７０】
（第２の実施の形態の変形例）
図１１は、第２の実施の形態の変形例の構成を示す斜視図である。
上記図１０のようにライザー管３ａを連続的に接続する場合、一本のライザー管３ａ当り一往復半も光ファイバ２２を引き回すため、光ファイバ２２の長さが長くなり過ぎる可能性が有る。そうなると、入射光が光ファイバ２２の先端まで届かなくなったり、反射光が計測装置２１まで戻らなくなったりすることが考えらえる。それを回避するためには、図１１に示すように光ファイバ２２を設置する。すなわち、詳細に応力を測定しなくても良い領域では、図の領域Ｐ１のようにライザー管本体３１に一本の光ファイバ２２を一度だけ通すように設置する。一方、詳細に応力を測定したい領域では、図の領域Ｐ２のようにライザー管本体３１に一往復半も光ファイバ２２を引き回すように（図８Ａ及び図８Ｂのように）設置する。このように、必要な箇所に十分に光ファイバ２２を設置し、他の箇所では必要最低限の光ファイバ２２を設置して、光ファイバ２２の長さを節約することで、光ファイバ２２の長さが長くなり過ぎることを防止することができる。
【００７１】
特に、計測したい箇所が予め決まっている場合、図１１のような方法を選択することが考えられる。その一例を示しているのが図１２である。図１２は、ライザー管の応答分布計測システム２を用いる方法を示す模式図である。例えば、ライザー管３の座屈は、ライザー管３を使用しているときは噴出防止装置（ＢＯＰ）近傍の海底側で発生しやすく、ライザー管３を使用せずハングオフ状態のときは船舶近傍で発生し易い。従って、座屈の監視を主目的とする場合、海底近傍と船舶近傍に特に十分に光ファイバ２２を設置し（領域Ｐ２：図１１の領域Ｐ２と同じ）、他の領域では光ファイバ２２の設置を抑制する（領域Ｐ１：図１１の領域Ｐ１と同じ）ことも考えられる。
【００７２】
本発明により、海水の流れに対するライザー管の応答を精密に計測することが可能となる。また、本発明により、海水によりライザー管に発生する渦励振（ＶＩＶ）を含む各種振動を正確に計測することが可能となる。また、本発明により、海水でライザー管に発生する各種振動によりライザー管に座屈が発生する可能性を的確に把握することが可能になる。
【００７３】
本発明は上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。また、各実施の形態に記載の技術は、技術的矛盾の生じない限り、相互に組み合わせて適用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１    船舶
２    ライザー管の応答分布計測システム
３    ライザー管
３ａ    ライザー管（ユニット）
２１    応答分布計測装置
２２、２２−１、２２−２、２２−３、２２−４、２２−１ａ、２２−２ａ、２２−３ａ    光ファイバ
２２−１ｂ、２２−２ｂ、２２−３ｂ    光ファイバ延在部
２２−ｃ１、２２−ｃ２    曲がり部
２３    端
２４    接着剤
３１    ライザー管本体
３１ａ    第１端部
３１ｂ    中央部
３１ｃ    第２端部
１０１    船舶
１０３    ライザー管
１０５    加速度計
１０８    応答
【図１】
0005619571.tif 000002
【図２】
0005619571.tif 000003
【図３Ａ】
0005619571.tif 000004
【図３Ｂ】
0005619571.tif 000005
【図４】
0005619571.tif 000006
【図５】
0005619571.tif 000007
【図６】
0005619571.tif 000008
【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
0005619571.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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